Analysis of Cooperation between Wind Power and Load Side Resources

Development of the intermittent energy is greatly promoted by change in energy, while consumption of large-scale intermittent energy is becoming a problem. With the development of smart grid technology, controllability of load side resources is becoming more and more important. Based on the wave characteristics of wind power, this paper indicates that wind energy has continuous output characteristics on the hour-time scale. Through analysis on loads characteristic of industry, public facility and resident, this paper gets comprehensive response of load side resources. Considering characteristics of wind power output, combined with different load side resources and DR program, this paper suggests cooperation between wind power and load side resources on different time scales.

Optimal Scheme with Load Forecasting for Demand Side Management (DSM) in Residential Areas

Utilities around the world have been considering Demand Side Management (DSM) in their strategic planning. The costs of constructing and operating a new capacity generation unit are increasing everyday as well as Transmission and distribution and land issues for new generation plants, which force the utilities to search for another alternatives without any additional constraints on customers comfort level or quality of delivered product. De can be defined as the selection, planning, and implementation of measures intended to have an influence on the demand or customer-side of the electric meter, either caused directly or stimulated indirectly by the utility. DSM programs are peak clipping, Valley filling, Load shifting, Load building, energy conservation and flexible load shape. The main Target of this paper is to show the relation between DSM and Load Forecasting. Moreover, it highlights on the effect of applying DSM on Forecasted demands and how this affects the planning strategies for utility companies. This target will be clearly illustrated through applying the developed algorithm in this paper on an existing residential compound in Cairo-Egypt.

软土中单侧边载作用下桩基负摩阻力研究

软土中因土体压缩性较高,在边载状况下易产生桩基负摩阻力,从而对工程产生安全隐患。本文通过有限元法对软土中受边载作用的桩基础所受到的桩基负摩阻力进行数值模拟,分析了不同边载等级、不同边载位距对软土中桩基负摩阻力、中性点位置和桩身轴力的影响。结果表明,在边载等级增加时,软土中桩身轴力有明显上升趋势,并随桩体埋深增加呈非线性趋势增长,而桩基负摩阻力随深度变化呈现非线性减小的趋势,桩体的下拉力增加,边载效应增强;同等级边载效应时,当边载与桩基之间的距离增加时,软土中桩基负摩阻力逐渐减小,中性点位置位于桩体靠近底部位置处,并随边载位置改变而受到一定影响。

切顶沿空留巷充填体—矸石协同承载机理及控制技术研究

针对深部沿空留巷顶底板移近量大、充填体大变形破坏失稳等问题,采用数值模拟和现场实践相结合的方法,分析了传统沿空留巷和切顶卸压协同承载沿空留巷围岩应力演化规律和变形特征,揭示了切顶沿空留巷充填体—矸石协同承载机理。在此基础上,以朱庄煤矿Ⅲ635工作面沿空留巷为工程背景,提出了一种巷旁充填体—矸石组合结构体协同承载的切顶卸压沿空留巷技术,建立充填体—矸石协同支撑顶板力学模型、推导出顶板挠度方程,并进行工程应用。数值模拟结果表明:采用切顶卸压协同承载沿空留巷技术后,实体煤帮和充填体的垂直应力峰值分别降低了28.3%、44.4%,巷道顶底板移近量降低了58.2%。现场应用结果表明:采用该技术后,顶底板和两帮移近量分别为382.9、253.6 mm,工作面支架平均支撑力下降了45.3%,有效控制了巷道变形。可为类似条件下沿空留巷围岩控制提供参考。

面向新能源消纳的需求侧灵活性资源聚合响应分析

新型电力系统中需求侧灵活性资源的重要性日益凸显。现有研究对大量负荷参与新能源消纳的需求侧响应改善效果与影响机制研究不足。首先分析了需求侧资源提供灵活性的机理,提出了需求侧灵活性资源可调节空间的计算方法;然后,考虑可平移负荷、可转移负荷和可削减负荷约束条件,构建面向新能源消纳的多类型需求响应聚合协同优化运行模型;最后,以某省级电网算例开展仿真研究,分析了各种类型需求响应的改善效果与机制。结果表明:负荷响应配合机组启停可以得到超过响应量的新能源消纳量,提出的多类型需求响应协同优化运行模型能够有效促进新能源消纳。

CFRP层合板双面挖补补片设计及性能分析

基于三维Hashin准则,借助有限元方法(FEM),建立了复合材料层合板双面挖补修补模型。引入一种只挖去破损部位,留下有锥度的孔但未覆盖胶层及补片的挖补模型,分别论述修补效果中挖补后母板的剩余强度和胶层补片提升的强度,得到了双面挖补修理的损伤过程和最佳挖补角度。结果表明:双面挖补拉伸强度恢复率为50%~80%,能够通过更小的挖补面积实现与单面挖补相同的修复效果,对母板的损伤更少,适用场景更多;双面挖补修理效果随着挖补角度的增大先增大后减小,在挖补角度为6°时修补效果最佳,强度恢复率达到78%;采用T300/7901材料作为母板和补片材料,通过试验验证了试件失效载荷与有限元模拟结果吻合良好,误差率小于15%,可以证明建模的正确性。

负荷侧惯量估计的精细化统计修正方法

随着新能源的发展,作为系统惯量主要来源的常规机组不断被替代,负荷侧惯量占比持续提升,其重要性日益凸显。而目前已有负荷侧惯量估计方法较为简单,其估计结果误差较大,不能满足系统运行管理的需求。基于惯性资源统计,文中提出一种负荷侧惯量估计的精细化统计修正方法。首先,从负荷侧基础元件的惯量分析入手,基于基本负荷单元的惯量建模,并给出各种典型负荷模式下的负荷侧惯量估计表达式。然后,面向负荷侧分布式电源接入场景,分析其对惯量估计的隐藏效应,针对表后电源具有与不具有惯性环节2种情形,给出负荷侧惯量估计的统一修正公式。最后,依据IEEE 9节点系统搭建仿真系统,分别对包含与不包含表后电源2种情形进行仿真分析。结果表明所得负荷侧惯量误差均不超过5%,验证了所提惯量估计方法的准确性和可靠性。

双面叠合装配式管廊侧墙面外抗震性能试验

为研究采用螺旋箍筋套筒底节点连接的预制双面叠合式管廊侧墙在面外荷载作用下的受力变形性能,对2个采用该节点连接的足尺侧墙试件进行了不同轴压比下低周往复加载试验,并与对应2个现浇试件作对比,初步揭示了螺旋箍筋套筒底节点和竖向轴压比对管廊侧墙面外抗震受力变形性能的影响。试验结果表明:两种试件滞回曲线均较为饱满,具有良好的抗震耗能能力,满足装配式结构抗震变形设计要求;叠合装配试件上部区域剪切变形均高于现浇试件,且裂缝遍布整个墙体高度范围,具有良好的面外变形能力。

基于人工智能技术的配网用户侧负荷态势感知方法

为解决现有配网用户侧负荷态势感知方法感知误差大的问题,提出了基于人工智能技术的配网用户侧负荷态势感知方法。分析了配网用户侧负荷异常情况,筛选出零电量用户,构建人工智能技术负荷态势感知模型,对负荷群态势进行量化分析。使用机器学习方法划分负荷空域集合,计算每一个集合的异常得分,使用雷达图法评估零电量电力用户异常程度。以态势负荷时间序列能量值为基准进行归一化处理,结合Fisher判别法对待感知态势进行动态预测,获取态势感知类别。实验结果表明,该方法与实际最高感知负荷相差0.05 MW,最高感知误差为0.20,说明使用该技术能够得到精准的感知结果。

电力物联网用户侧负荷数据动态R-树匹配方法

电力物联网用户侧负荷数据维度较大,导致数据匹配延时时间过长,为了解决上述问题,基于动态R-树实现电力物联网用户侧负荷数据动态匹配。建立负荷计算模型,分析负荷历史运行信息,实现数据检测。通过归一化函数完成归一化处理,提取动态特征,构建动态R-树,确定匹配机制,根据矩阵计算函数完成压缩处理,利用动态匹配算法更新集对R-树内部结构进一步加以修改,在清除矩形之前,利用叶结点的Hash索引得到R-树匹配矩阵,使用Hash搜索准确地找到目标矩形,增强分布与交互仿真中的实时性,实现用户侧负荷数据动态匹配。实验结果表明,研究的动态R-树匹配方法在数据插入、数据匹配、数据维护过程中的延时时间低于48ms,实时性较好。

铁路装卸车环线上调车机取代本务机作业可行性研究

目前在铁路专用线装车站内,一般采取本务机装车或调车机车装车2种作业方式。以兴保铁路冯家川站煤炭装车站为例,对2种作业方式的流程、时间、经济性等进行研究。首先对车站的作业概况、平面布置、线路纵断面进行分析,对比不同编组下煤炭列车的车站作业时间;然后,结合车站的主要作业流程、机车性能、平面和纵断面等条件,分析调车机替代本务机进行装车作业的可行性;最后,在原有作业流程中加入机车换挂作业,分析调车机车装车对车站作业时间以及设备配置的影响。以冯家川站为例,本站配置调车机后,每日本务机配属时间减少5 549 min,机车走行减少5 550 km,相应减少机车配属9台。因此,在运量较大的煤炭装车站,适宜采用调车机装车,装车线可不进行电气化改造,以节约建设成本。

智能电网背景下的需求侧负荷资源调控技术与策略

随着新型电力系统的建设,电力系统“双高”“双峰”风险频现,电力系统资源调节能力不足、保供电压力较大等问题日益突出。充分调动需求侧负荷资源参与电力市场,做好需求侧负荷资源调控技术保障与策略支持,是当前保障安全、有序用电以及缓解电力系统压力的重中之重。在此基础上,针对目前需求侧负荷资源参与电力市场调控的现状,将需求侧负荷资源中的可调控负荷资源按响应速度、响应方式与终端类型进行进一步划分,分析了高级计量架构、远程通信技术、智能控制技术3种常用的需求侧负荷调控关键技术以及集中式与分布式2种需求侧负荷调控策略,旨在为智能电网背景下的需求侧负荷资源参与负荷调控提供更多参考。

拉压段长度变化对复合锚杆锚固性能影响研究

抗浮是深基坑施工所面临的重要工程问题之一,目前多使用抗浮锚杆平衡地下水对构筑物产生的浮力。但拉力锚杆具有局部应力集中、临界锚固深度浅等问题。因此研究设计了一种新型拉压分散型复合锚杆。通过现场试验,分析复合锚杆拉压段长度变化与锚杆锚固性能相关关系,并与拉力锚杆进行对比。结果表明:复合锚杆可以有效防止锚杆第一界面发生剪切破坏;随着承拉段与承压段长度比值降低(比值分别为5、2、1),锚杆极限承载力逐渐提高,分别为传统拉力型锚杆的1.17倍、1.22倍和1.44倍,且荷载位移曲线陡降性逐渐消失,结构延性更好;一定范围内增加承压段长度,可以更有效地调用锚固段下部土层强度,锚杆临界锚固深度下移,侧摩阻力发挥程度更高。

交流接触器额定开断试验TRV调频装置参数计算与研究

额定电流开断试验是考核交流接触器开断额定负载的能力,在开断瞬间交流接触器的两端需要分别承受电源侧TRV和负载侧TRV的考核。依据国家标准(GB/T 14808-2016)对4种类别交流接触器额定电流开合试验的TRV参数要求,计算了满足额定电压3.6~12.0 kV交流接触器试验回路电源侧TRV和负载侧TRV调频装置的电气参数。最后,在PSCAD/EMTDC仿真软件中搭建了额定电压7.2 kV、额定开断电流4 kA的试验电路,验证了电源侧TRV和负载侧TRV的预期参数均满足标准要求。

基于负荷转移的售电公司分时电价优化策略

随着电价新政的发布,电力市场将进一步开放,同时目录电价的取消将加快分时电价机制的建立,在此背景下售电公司如何针对电力用户采取有效的分时电价措施是亟需解决的问题。为此在分析湖南省钢铁、电石等高能耗工业用户用电特性的基础上,结合售电公司、工业用户的成本及收益构建了售电公司成本收益模型、工业用户负荷转移成本模型,进一步提出了售电公司峰谷分时电价双层优化模型,上层模型优化目标为售电公司收益最大,下层模型优化目标为工业用户用电成本最小,以此确定峰谷分时电价套餐。以钢铁、电石等高能耗工业用户数据为例的仿真测算结果表明通过双层优化模型所得的峰谷分时电价套餐能够保证双方的利益,并有效引导工业用户合理用电、削峰填谷。

基于三维有限元分析的边荷载对水闸结构应力影响研究

某水闸位于惠州市沙河,是1座宽6 m的单孔水闸。闸室为压型钢筋混凝土底板的墩墙结构,施工期间闸室充排水时,发现闸室出现了较大的不均匀沉降。根据水闸的设计、施工等具体情况,采用三维有限元方法对水闸的沉降进行了计算分析,研究了不均匀沉降的成因,并对闸后沉降进行了预测。由于洞室自重已基本完成沉降,不会有实质性沉降;在运行期堵水情况下,洞室在河外侧和河内侧的沉降增量分别为0.3mm和0.4mm;通过处理,闸室沉降不会影响水闸的正常运行。

分布式光伏用户侧负荷参与电网调峰控制方法

为提高调峰速率,提出分布式光伏用户侧负荷参与电网调峰控制方法。确定调峰控制约束参数,设置侧负荷参与电网调峰调度目标函数,设计削峰填谷优化调度控制,实现侧负荷参与电网调峰控制。实验结果表明,该方法能够更好地应对电力负荷的波动,增强电网的稳定性和可靠性。

沿空留巷堆喷工艺巷旁支护体稳定性分析

为研究堆喷工艺对沿空留巷的适应性,基于11212-2工作面沿空留巷的工程实际,运用数值模拟、物理试验、理论分析的方法,对堆喷工艺巷旁支护体进行了研究。结果表明:切顶条件下,支护体顶板围岩破断特征呈倒梯形,力学模型计算得到的支护体支护阻力为4.16 MPa;数值模拟说明切顶条件下,顶板围岩垮落充分,支护体上部围岩破断边缘类似倒梯形,验证了前面分析的合理性;堆喷工艺混凝土材料具有早强性,1 d强度达到12 MPa,增阻速度快,28 d达到40.6 MPa,最终强度高并且没有强度损失;前期支护体容易发生横向变形,内置钢筋网片结构后,计算减少78%横向变形;后期支护体存在拉压应力区和剪应力区,容易发生破坏,设计内置对拉钢筋,底部施加锚杆。

基于源网荷态势的光伏微电网需求侧响应调度方法

为满足光伏微电网用电需求、缓解供电压力,对基于源网荷态势的光伏微电网需求侧响应调度方法进行了研究。首先,根据光伏微电网的结构、运行状态、源网荷互动关系,建立电源和负荷需求侧响应模型,用于平衡峰谷负荷的差异;其次,以微电网最小运行成本和交换电量为目标函数,结合功率平衡、充放电功率、荷电态势和线路功率等约束条件,建立光伏微电网需求侧响应调度模型;最后,基于非支配排序遗传(NSGA-Ⅱ)算法求解模型,获取最优的调度结果。结果表明:应用该方法后,微电网电源出力更加合理,运行总成本明显下降,负荷峰谷差由480 kW下降到220 kW。该方法能够合理调度光伏微电网的需求侧响应,缓解了配电网运行压力,且在节能方面的表现较为突出。

计及灵活性资源的综合能源系统源荷协调优化调度

可再生能源和负荷的波动性、不确定性等给综合能源系统(integrated energy system,IES)的安全灵活运行带来了极大挑战。为提高IES灵活调节能力与可再生能源消纳水平,提出一种计及灵活性资源的IES源荷协调优化调度方法。针对系统内运行灵活性需求,精细刻画各类资源灵活性能力,源侧根据电氢耦合单元运行特性构建热电联产机组(combined heating and power,CHP)和氢燃料电池(hydrogen fuel cell,HFC)联合运行模型,荷侧考虑综合需求响应的灵活性供给能力,建立系统综合灵活性供给模型。根据不同时刻运行灵活性不足问题分成2种调度模式,构建基于IES灵活性约束的优化调度模型,并进行仿真分析。仿真结果表明,所提出的优化调度方法能够有效提高IES灵活调节能力和可再生能源消纳水平。